第1页：第十二章 磁介质中的磁场
第十二章磁介质中的磁场
第2页：磁介质的分类
磁介质的分类
- 一.磁介质的分类：真空中的磁感应强度：磁介质磁化而产生附加磁场
- 1.磁介质中的磁感应强度为12-1磁介质.顺磁质和抗磁质的磁化
- 2.定义——相对磁导率
第3页：根据r的不同，磁
3.根据r的不同，磁介质分为三类：(1).顺磁质：r>1，即B>B0，这是因与同向所致，如锰、铝、氧等(2).抗磁质：r<1，即B<B0.这是因与反向所致，如铜、氢、硫等(3).铁磁质：r>>1,即B>>B0，这是因为不但与同向，且比B0大得多,如钴、铁、镍等
第4页：弱磁性物质b铁磁质：r>>1
- a.顺磁质和抗磁质
- r值约为110-51——弱磁性物质b铁磁质：r>>1——强磁性物质c.定义——磁化率d.顺磁质：m>0e.抗磁质：m<0f.铁磁质：m很大
第5页：顺磁质和抗磁质的微观解释
顺磁质和抗磁质的微观解释
- 二.顺磁质和抗磁质的微观解释
- 1.分子固有磁矩：分子中所有的电子轨道磁矩和自旋磁矩的矢量和无外磁场作用时，抗磁质分子的固有磁矩为零，顺磁质分子的固有磁矩不为零
- 2.抗磁质分子顺磁质分子的区别：
第6页：抗磁质的微观解释
- 3.抗磁质的微观解释
- 电子的轨道运动磁矩:电子轨道运动角动量a.外加磁场:电子的轨道运动受到磁力矩的作用b. dt时间内:
第7页：与反向任一体积元中，大量分子
c.电子产生一个与进动相应的附加磁矩d.一个分子的附加磁矩——与反向任一体积元中，大量分子的附加磁矩矢量和与外磁场反向，产生与外磁场方向相反的附加磁场——抗磁性产生的机理*附加磁矩是产生抗磁性的唯一原因
第8页：顺磁性产生的机理(3)分子固有磁
4.顺磁质的微观解释(1).加外磁场后，固有磁矩在磁力矩作用下转向外磁场方向排列。外磁场越强，这样的排列越整齐——顺磁性产生的机理(3)分子固有磁矩转向是产生顺磁性的主要原因(分子附加磁矩可忽略不计)(2).呈现出一个与外磁场同方向的附加磁场
第9页：磁介质中的安培环路定律
磁介质中的安培环路定律
- 一.磁介质中的安培环路定律
- 1.磁介质表面出现磁化电流
- 2.顺磁质磁化电流的磁场与外磁场方向一致，抗磁质则相反12-
- 2.磁化电流.磁化强度.磁介质中的磁场
第10页：以充满各向同性均匀顺磁
3.以充满各向同性均匀顺磁质的螺绕环为例因无磁介质时有
第11页：磁介质的磁导率令
令——磁介质的磁导率令——磁场强度——磁介质中的安培环路定理传导电流单位为安培/米(A/m)
第12页：的关系1.磁化强度
的关系1.磁化强度
- 二.的关系
- 1.磁化强度：磁介质单位体积内分子磁矩的矢量和，即
- 2.顺磁质：附加磁矩可忽略；
- 3.抗磁质：固有磁矩
第13页：在各向同性磁介质中实验
4.在各向同性磁介质中实验有
第14页：例16 半径为R1的无限长圆柱导体(
例16 半径为R1的无限长圆柱导体(
- [例16]半径为R1的无限长圆柱导体(0)，外有一半径为R2的无限长同轴圆柱面，两者间充满相对磁导率为r的均匀磁介质
- 设电流I从圆柱体中均匀流过并沿外圆柱面流回
- 求磁场的分布μr
第15页：μr解
- μr解
- 作半径为r的圆周为积分回路LL回路中所包围的电流1. r<R1：
第16页：R1< r - 2.R1< r <R2
- 3. r>R2磁场分布与圆柱导体中的电流满足右手螺旋定则
第17页：§12-3 .铁磁质
§12-3 .铁磁质
- §12-
- 3.铁磁质
- 1.相对磁导率r>>1：一般可达102－104，最高可达
- 1062.随H而变化，即B与H之间是非线性关系起始磁化曲线
- 一.铁磁质的基本性质
第18页：居里点5.工作温度高于Tc时，铁磁
居里点5.工作温度高于Tc时，铁磁
- 3.磁滞现象Br:剩余磁感应强度Hc:矫顽力磁滞回线
- 4.铁磁质有一临界温度Tc——居里点
- 5.工作温度高于Tc时，铁磁质将丧失其铁磁性而转化为顺磁质
第19页：铁磁质的微观解释1.磁畴
铁磁质的微观解释1.磁畴
- 二.铁磁质的微观解释
- 1.磁畴：相邻原子中的电子自旋磁矩自发地平行排列，形成一个个小的自发磁化区
- 2.无外磁场：各磁畴磁化方向杂乱无章——对外不显磁性
第20页：外加磁场(1)磁场较弱
外加磁场(1)磁场较弱
- 3.外加磁场(1)磁场较弱：自发磁化方向与外磁场方向相同或相近的磁畴的体积逐渐增大，反之则逐渐缩小(畴壁运动)(2).磁场较强：缩小着的磁畴消失，其它磁畴的磁化方向转向外场方向
- 外场越强，转向越充分
- 所有磁畴都沿外磁场方向排列时则达到饱和磁化状态——磁性很强
第21页：表现出磁滞现象5.T升高，分子热
表现出磁滞现象5.T升高，分子热
- 4.去除外磁场：分裂成许多磁畴
- 由于掺杂和内应力等原因，磁畴之间存在摩擦阻力，使磁畴不能恢复到磁化前的杂乱排列状态——表现出磁滞现象5.T升高，分子热运动加剧
- T>Tc时，磁畴全部被破坏，铁磁质转为顺磁质——存在居里点
